Estoy construyendo un cargador para un conjunto de células LiPo. Mi circuito debe asegurarse de que se carguen completamente a su nivel máximo de 4.35V. Al mismo tiempo, el circuito debe proteger las celdas de la sobrecarga. La carga se detiene cuando se alcanza el nivel de 4.35V.
Las tolerancias en los componentes pueden causar una sobrecarga pequeña, por ejemplo, 10 mV. ¿Puede ser perjudicial para la batería?
¿De qué sobretensión se daña la batería?
El fabricante especifica el nivel de voltaje de carga (terminación) de las baterías de iones de litio. La especificación se basa en el número de ciclos ("vida útil de la batería") razonablemente aceptados que una batería puede soportar, por ejemplo, 500 o 1000. Este parámetro depende de la química de la celda en particular, la construcción interna, la corriente de carga, y es recogido por el fabricante para El mejor valor comercial.
Un voltaje de carga más alto conduce a un ligero aumento en la capacidad de la batería, pero acorta la vida útil de la batería. El voltaje recomendado por el fabricante es una compensación entre estos dos parámetros.
Contrariamente a los mitos urbanos de las baterías "dañadas", la dependencia de la "vida útil de la batería" en el voltaje de carga es una curva continua suave. Ciertamente, la dependencia de la vida útil termina en algún momento con un fallo catastrófico, pero los temores de una sobrecarga de 10 mV son excesivamente exagerados. Sin embargo, 100 mV sobre 4,35 V (para la batería Li-Po) puede causar un problema, consulte, por ejemplo, esta publicación de Texas Instruments , página 3-5.
Porlotanto,lasobrecargade150mVporencimadelos4.2Vnominalesllevaaaproximadamenteun10%másdecapacidaddurantelosprimeros50a100ciclos,perolavidaútilsereducede500a1000ciclosaaproximadamente200.Extrapolando,seobtendránlosotros100mV.Talvezen30-50ciclosdevida.Estosignificaque50mVsobrelaespecificaciónnomatarálabatería.
Lapágina3-7tambiénesbastanteinformativa.Dicequeel70-80%delacapacidadllegarádurantelaetapaCC,mientrasquelacola(etapaCV)solorepresentael20-30%delacapacidad,porloquenohaymuchasrazonesparaesperara0.03C.LamayoríadeloscargadoresdeTItienenunvalorpredeterminadode256mAparafinalizarelprocesodecarga.
Paraobtenermásinformaciónyunacorrectaaplicacióndeloscargadores,esposiblequedeseeexaminarotrosmaterialescomo
Cargar Li-Poly y Li-Ion no es tan simple como simplemente bombear un voltaje a través de él. Es una operación de dos etapas que involucra tanto corriente constante como voltaje constante.
Aquí está la curva de carga de una batería de 1200mAh que cargué el otro día usando mi fuente de alimentación de banco:
Como se puede ver, la mayoría del tiempo está esperando a que caiga la corriente. Cuanto más espere con voltaje constante, mayor será la capacidad. Esperé hasta exactamente 0.03C.
El aumento de la tensión por encima de la tensión de carga no va a forzar más en la celda. Lo que le interesa es esperar más tiempo para que la curva actual se vuelva más plana.
El funcionamiento de cualquier dispositivo fuera de las especificaciones publicadas puede dar lugar a resultados no definidos. Cuando se opera algo tan potencialmente explosivo como una batería fuera de los parámetros publicados, se pueden obtener resultados explosivos.
Si fuera seguro cargar con un voltaje por encima de las especificaciones, las especificaciones lo mostrarían. Generalmente en la forma de una especificación de absoluto máximo .
A un corte de 4,35 V, la batería ya está dañada para una celda de LiCoO2 normal. Debe cortar a 4,15 V o 4,2 V como máximo.
La cantidad de capacidad de energía entre 4.1 y 4.2 V es solo el 1.2% de la capacidad total de energía. Entre 4.2 V y 4.3 V es aún menos, probablemente 0.6% de la capacidad total. Realmente no tiene sentido ir por encima de 4,2 V, ya que solo aumenta el contenido de energía en un 0,6% y reducirá rápida y permanentemente la capacidad de energía de la célula, incluso si no realiza un ciclo de la célula con frecuencia.
Este es un diseño simple de voltaje constante de corriente constante que utiliza 2 LM317. Tengo que construir uno porque es muy difícil comprar un cargador de 4.35 V en el mercado. El circuito se ha simplificado en exceso, recuerde agregar las tapas y el diodo de protección.
Establezca la salida de U2 a 4.35 V sin carga usando el potenciómetro R3 antes de cargar. A plena carga no superará los 4.35V. También verifique las especificaciones del fabricante en la batería, mencione la mía 4.35V + - 0.03V de voltaje de carga.
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